Ключевое различие между энергией деформации и энергией деформации заключается в том, что энергия деформации связана с изменением объема в системе, тогда как энергия деформации связана с изменением формы системы.
Энергия деформации и энергия искажения относятся к физическим системам. Мы можем определить плотность энергии деформации в точке твердого тела, используя два отдельных компонента: энергию деформации и энергию искажения. Энергия деформации связана с изменением объема рассматриваемой нами системы, а энергия деформации связана с изменением формы.
Что такое энергия деформации?
Энергия деформации – это упругая потенциальная энергия, которую проволока может приобрести при растяжении под действием силы растяжения. Энергию деформации линейно-упругих материалов можно представить следующим образом:
U=½ Vσε
Где U - энергия деформации, σ - напряжение, а ε - деформация. При рассмотрении молекулярной деформации в молекулах мы можем наблюдать высвобождение энергии деформации, когда составляющим атомам позволяют перестраиваться во время химической реакции. При этом внешняя работа, совершаемая над упругим веществом и вызывающая его деформацию из ненапряженного состояния, преобразуется в энергию деформации. Энергия деформации является разновидностью потенциальной энергии. Мы можем наблюдать, что энергия деформации, возникающая в виде упругой деформации, восстанавливается, но в виде механической работы.
Рисунок 01: Диаграмма напряжения и деформации для пластичного материала
Например, циклопропан имеет очень высокую теплоту сгорания (выше, чем у пропана) на каждую дополнительную метильную единицу (звено CH2). Поэтому к соединениям с необычно большой энергией деформации относятся тетраэдраны, пропелланы, кубаноподобные кластеры, фенестраны и циклофаны.
Что такое энергия искажения?
Энергия искажения - вид энергии, ответственный за изменение формы вещества. Это один из двух компонентов плотности энергии деформации, тогда как другим типом энергии является энергия деформации. Мы можем представить это отношение следующим образом:
Уд=Уо – Ух
Где Ud - плотность энергии деформации, Uo - энергия деформации, а Uh - энергия искажения. Мы можем использовать это уравнение для получения окончательного условия отказа в зависимости от теории фон Мизе.
Энергию искажения можно описать как величину, описывающую увеличение плотности свободной энергии вещества, такого как жидкость или кристалл. Это изменение свободной энергии происходит из-за искажения однородной конфигурации вещества. Этот термин также известен как свободная энергия Франка, названная в честь ученого Фредерика Чарльза Франка.
В чем разница между энергией деформации и энергией искажения?
Есть две составляющие плотности энергии деформации твердого вещества: энергия деформации и энергия искажения. Энергия деформации - это упругая потенциальная энергия, которую может набрать проволока при удлинении под действием силы растяжения, а энергия деформации - это вид энергии, отвечающий за изменение формы вещества. Ключевое различие между энергией деформации и энергией деформации заключается в том, что энергия деформации связана с изменением объема системы, тогда как энергия деформации связана с изменением формы системы. Кроме того, уравнение для энергии деформации имеет вид U=½ Vσε, где U - энергия деформации, σ - напряжение, а ε - деформация. Принимая во внимание, что уравнение для энергии искажения имеет вид Ud=Uo – Uh, где Ud – плотность энергии деформации.
Следующая инфографика суммирует различия между энергией деформации и энергией искажения в табличной форме.
Резюме – Энергия деформации и энергия искажения
Есть две составляющие плотности энергии деформации твердого вещества, называемые энергией деформации и энергией искажения. Ключевое различие между энергией деформации и энергией деформации заключается в том, что энергия деформации связана с изменением объема в системе, тогда как энергия деформации связана с изменением формы системы.
